JP2000304165A - 高圧ゴムホース及びその製造方法 - Google Patents
高圧ゴムホース及びその製造方法Info
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Abstract
用いることで柔軟性の向上と軽量化を図ると共に、有機
繊維の座屈による破断を防止して耐久性を向上した高圧
ゴムホース及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 内面ゴム層1と外面ゴム層5との間に中
間ゴム層3を介して複数層の補強層を埋設した高圧ゴム
ホースにおいて、内面ゴム層1の外周側に有機繊維を2
層のスパイラル状又は1層のブレード状に編み上げた有
機繊維補強層2を配置し、該有機繊維補強層2の外周側
に鋼線を2層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層4
を配置すると共に、有機繊維補強層2の編組角度を鋼線
補強層4の編組角度よりも小さくし、有機繊維補強層2
の編組張力を鋼線補強層4の編組張力よりも高くする。
Description
びその製造方法に関し、さらに詳しくは、補強材料とし
て有機繊維と鋼線とを複合して用いることで柔軟性の向
上と軽量化を図ると共に、有機繊維の座屈による破断を
防止するようにした高圧ゴムホース及びその製造方法に
関する。
外面ゴム層との間に中間ゴム層を介して複数層の補強層
を埋設し、その補強層として鋼線をスパイラル状に編み
上げたものがある。しかしながら、鋼線補強層は柔軟性
に乏しく、しかもホース重量を著しく増加させるという
欠点がある。そこで、柔軟性の向上と軽量化を図るため
に、補強層の一部を芳香族ポリアミド等の有機繊維に置
き換えることが試みられている。
は座屈により破断し易いため、高圧ゴムホースの補強材
料として耐久性に乏しいという問題があった。そのた
め、有機繊維材料と鋼線材料との複合化より軽量で柔軟
性に優れた高圧ゴムホースを実用化することは困難であ
った。
材料として有機繊維と鋼線とを複合して用いることで柔
軟性の向上と軽量化を図ると共に、有機繊維の座屈によ
る破断を防止して耐久性を向上した高圧ゴムホース及び
その製造方法を提供することにある。
の本発明の高圧ゴムホースは、内面ゴム層と外面ゴム層
との間に中間ゴム層を介して複数層の補強層を埋設した
高圧ゴムホースにおいて、前記内面ゴム層の外周側に有
機繊維を2層のスパイラル状又は1層のブレード状に編
み上げた有機繊維補強層を配置し、該有機繊維補強層の
外周側に鋼線を2層のスパイラル状に編み上げた鋼線補
強層を配置すると共に、前記有機繊維補強層の編組角度
を前記鋼線補強層の編組角度よりも小さくし、前記有機
繊維補強層の編組張力を前記鋼線補強層の編組張力より
も高くしたことを特徴とするものである。
めに高圧ゴムホースの補強材料として有機繊維と鋼線と
を複合して用いるにあたって、有機繊維補強層の編組角
度を鋼線補強層の編組角度よりも小さくし、かつ有機繊
維補強層の編組張力を鋼線補強層の編組張力よりも高く
設定することにより、有機繊維補強層が鋼線補強層から
受ける応力(歪み)を軽減して座屈を抑制するので、有
機繊維の座屈による破断を防止して耐久性を向上するこ
とができる。
は、長尺のフレキシブルマンドレルの外周上に未加硫の
内面ゴム層を成形し、その外周側に有機繊維を2層のス
パイラル状又は1層のブレード状に編み上げた有機繊維
補強層を形成し、その外周側に未加硫の中間ゴム層を介
して鋼線を2層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層
を形成し、その外周側に未加硫の外面ゴム層を積層した
後、前記フレキシブルマンドレルをドラムに巻き取って
加硫を行うことを特徴とするものである。上記製造方法
によれば、有機繊維補強層と鋼線補強層とを備えた高圧
ゴムホースを長さ40m以上の長尺に形成することが可
能である。
の図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施
形態からなる高圧ゴムホースを例示するものである。図
において、高圧ゴムホースは、最内側の内面ゴム層1と
最外側の外面ゴム層5との間に、内側から2層構造の有
機繊維補強層2と2層構造の鋼線補強層4とを順次埋設
し、各層間に中間ゴム層3を介在させた積層構造になっ
ている。
5のゴム材料は特に限定されるものではなく、例えば内
面ゴム層1及び中間ゴム層3にはニトリル・ブタジエン
ゴム(NBR)等を使用することができ、外面ゴム層5
にはクロロプレンゴム(CR)等を使用することができ
る。
ース軸方向に対して傾斜させながらスパイラル状に編み
上げた2層構造を有し、その層間で有機繊維が互いに交
差するようになっている。但し、有機繊維補強層2は図
2のように複数本の有機繊維を1層のブレード状に編み
上げたものであっても良い。上記有機繊維には、強力が
15gf/d以上であると共に、切断伸度が3%以上、
より好ましくは4〜4.8%であるものが使用されてい
る。このような有機繊維として、芳香族ポリアミド繊維
(アラミド繊維)を挙げることができる。上記物性を有
する芳香族ポリアミド繊維は高圧ホースの補強材料とし
て好適な高弾性を備えている。また、有機繊維にはラテ
ックス等の接着処理が施されており、ゴムに対する密着
強さが1.6kN/m以上になっている。
ス軸方向に対して傾斜させながらスパイラル状に編み上
げた2層構造を有し、その層間で鋼線が互いに交差する
ようになっている。鋼線としては直径0.30〜0.8
0mmのものを使用することができる。
強層2の編組角度は鋼線補強層4の編組角度)よりも小
さく設定されている。このように有機繊維補強層2の編
組角度を鋼線補強層4の編組角度よりも小さくすること
により、有機繊維補強層2が鋼線補強層4から受ける応
力を軽減することができる。ここで、編組角度とはホー
ス軸方向を挟んで互いに交差する有機繊維又は鋼線の交
差角度を意味するものである。
補強層4の編組張力よりも高く設定されている。このよ
うに有機繊維補強層2の編組張力を鋼線補強層4の編組
張力よりも高くすることにより、有機繊維補強層2が鋼
線補強層4から受ける応力を軽減することができる。こ
の有機繊維補強層2の編組張力は鋼線補強層4の編組張
力の120〜180%、より好ましくは150〜180
%の範囲に設定すると良い。この比率が120%未満で
あると有機繊維補強層2に対する応力軽減効果が不十分
になり、逆に180%を超えると初期歪みが大きくなり
過ぎ、張力のバランスを崩して耐久性が低下する。
強層4の編組角度と編組張力を上記関係にすることによ
り、有機繊維補強層2の座屈を効果的に抑制することが
可能になるので、有機繊維の座屈による破断を防止して
高圧ゴムホースの耐久性を向上することができる。従っ
て、補強材料として有機繊維と鋼線とを複合して用いる
ことで柔軟性の向上と軽量化を図った場合であっても、
鋼線補強と同等の優れた耐久性を有する高圧ゴムホース
を提供することができる。その結果、高圧ゴムホースの
曲げ半径を従来の鋼線補強のものに比べて10%以上小
さく設定することが可能になる。
について説明する。上記高圧ゴムホースを製造する場
合、マンドレルの外周上に未加硫の内面ゴム層1を成形
し、その外周側に有機繊維を2層のスパイラル状又は1
層のブレード状に編み上げた有機繊維補強層2を形成す
る。次に、有機繊維補強層2の外周側に未加硫の中間ゴ
ム層3を介して鋼線を2層のスパイラル状に編み上げた
鋼線補強層4を形成し、その外周側に未加硫の外面ゴム
層5を積層する。
層2の編組角度は鋼線補強層4の編組角度よりも小さく
し、有機繊維補強層2の編組張力を鋼線補強層4の編組
張力よりも高くする。これら編組角度と編組張力を調整
することにより、有機繊維の座屈による破断を防止して
高圧ゴムホースの耐久性を高めるようにする。その後、
未加硫ゴムホースをマンドレルと共に加熱して加硫を行
う。
長さによって制限されるため、長さ40m以上の高圧ゴ
ムホースを製造することは困難であった。そこで、芯材
としてフレキシブルマンドレルを使用し、該フレキシブ
ルマンドレルの周囲に未加硫ゴムホースを成形した後、
これをドラムに巻き取って加硫を行うようにする。この
ようにフレキシブルマンドレルを使用し、未加硫ゴムホ
ースをフレキシブルマンドレルと共にドラムに巻き取っ
た状態で加硫を行うことにより、有機繊維補強層2と鋼
線補強層4とを備えた高圧ゴムホースを長さ40m以上
の長尺に形成することが可能である。
有機繊維補強層2を施行する場合、その編組密度を10
0%以上とし、有機繊維補強層2を構成する有機繊維の
交点に隙間を形成しないようにする。このように有機繊
維補強層2に隙間を存在させないことにより、ドラム巻
き加硫時に内面ゴム層1の未加硫ゴムが有機繊維補強層
2を通して外周側に吹き出すことを防止できるので、フ
レキシブルマンドレルを用いてドラム巻き加硫を行って
も高圧ゴムホースの品質を低下させることはない。
ス構造を下記のように異ならせた実施例1〜4及び従来
例の高圧ゴムホースをそれぞれ製作した。
に中間ゴム層を介して、周当たり74本の芳香族ポリア
ミド繊維(テクノーラ1500d/2)をスパイラル状に編み
上げた2層の有機繊維補強層と、周当たり90本の鋼線
(スチールワイヤ0.5HT)をスパイラル状に編み上
げた2層の鋼線補強層とを埋設した(図1参照)。有機
繊維補強層は5本又は6本の有機繊維を800gのワイ
ンディング張力で一旦ボビンに巻き取り、このボビンか
ら巻き解きながら編み上げた。これら有機繊維補強層と
鋼線補強層の編組張力及び編組角度は表1の通りであ
る。また、上記芳香族ポリアミド繊維(テクノーラ1500
d/2)は強力15gf/d、切断伸度4.4%の物性を
有し、ラテックスの接着処理によりゴムに対する密着強
さを1.6kN/mにしたものである。
さくしたこと以外は実施例1と同じにした。 実施例3:有機繊維補強層のワインディング張力を20
0〜350gとし、その編組張力を低くしたこと以外は
実施例1と同じにした。
に中間ゴム層を介して、6本を1束として周当たり14
4本の芳香族ポリアミド繊維(テクノーラ1500d/2)を
ブレード状に編み上げた1層の有機繊維補強層と、周当
たり90本の鋼線(スチールワイヤ0.5HT)をスパ
イラル状に編み上げた2層の鋼線補強層とを埋設した
(図2参照)。有機繊維補強層は6本の有機繊維を80
0gのワインディング張力で一旦ボビンに巻き取り、こ
のボビンから巻き解きながら編み上げた。これら有機繊
維補強層と鋼線補強層の編組張力及び編組角度は表1の
通りである。また、上記芳香族ポリアミド繊維(テクノ
ーラ1500d/2)は強力15gf/d、切断伸度4.4%
の物性を有し、ラテックスの接着処理によりゴムに対す
る密着強さを1.6kN/mにしたものである。
中間ゴム層を介して、周当たり86本の鋼線(スチール
ワイヤ0.5HT)をスパイラル状に編み上げた4層の
鋼線補強層を埋設した。鋼線補強層の編組張力及び編組
角度は表1の通りである。
ホースについて、下記の測定方法によりホース重量、破
壊圧力、高温衝撃性能、曲げ反力を測定し、その結果を
表1に併せて示した。
し、その重量(g)を測定した。 破壊圧力:試験ホース内の油圧を上昇させ、破壊に至る
圧力(MPa)を測定した。
0mmのU字状に保持し、内圧33.6MPa、油温1
00℃の条件下で台形波インパルスを繰り返し加え、破
壊に至る回数を測定した。なお、40万回まで衝撃圧力
を加えても破壊しないものは試験を打ち切った。
端を他端側に向けて押圧し、曲げ半径200mmになっ
たときの曲げ反力(N)を測定した。この曲げ反力
(N)が小さいほど柔軟性が優れている。
4の高圧ゴムホースは鋼線補強を施した従来例の高圧ゴ
ムホースに比べて軽量で柔軟性に優れ、また高温衝撃性
能も良好であった。
面ゴム層と外面ゴム層との間に中間ゴム層を介して複数
層の補強層を埋設した高圧ゴムホースにおいて、内面ゴ
ム層の外周側に有機繊維を2層のスパイラル状又は1層
のブレード状に編み上げた有機繊維補強層を配置し、該
有機繊維補強層の外周側に鋼線を2層のスパイラル状に
編み上げた鋼線補強層を配置すると共に、有機繊維補強
層の編組角度を鋼線補強層の編組角度よりも小さくし、
有機繊維補強層の編組張力を鋼線補強層の編組張力より
も高くしたことにより、補強材料として有機繊維と鋼線
とを複合して用いることで柔軟性の向上と軽量化を図る
と共に、有機繊維の座屈による破断を防止して耐久性を
向上することができる。
によれば、長尺のフレキシブルマンドレルの外周上に未
加硫の内面ゴム層を成形し、その外周側に有機繊維を2
層のスパイラル状又は1層のブレード状に編み上げた有
機繊維補強層を形成し、その外周側に未加硫の中間ゴム
層を介して鋼線を2層のスパイラル状に編み上げた鋼線
補強層を形成し、その外周側に未加硫の外面ゴム層を積
層した後、フレキシブルマンドレルをドラムに巻き取っ
て加硫を行うことにより、有機繊維補強層と鋼線補強層
とを備えた高圧ゴムホースを長さ40m以上の長尺に形
成することが可能になる。
部切り欠いて示す斜視図である。
を一部切り欠いて示す斜視図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 内面ゴム層と外面ゴム層との間に中間ゴ
ム層を介して複数層の補強層を埋設した高圧ゴムホース
において、前記内面ゴム層の外周側に有機繊維を2層の
スパイラル状又は1層のブレード状に編み上げた有機繊
維補強層を配置し、該有機繊維補強層の外周側に鋼線を
2層のスパイラル状に編み上げた鋼線補強層を配置する
と共に、前記有機繊維補強層の編組角度を前記鋼線補強
層の編組角度よりも小さくし、前記有機繊維補強層の編
組張力を前記鋼線補強層の編組張力よりも高くした高圧
ゴムホース。 - 【請求項2】 前記有機繊維補強層の編組張力を前記鋼
線補強層の編組張力の120〜180%の範囲に設定し
た請求項1に記載の高圧ゴムホース。 - 【請求項3】 前記有機繊維は強力15gf/d以上、
切断伸度3%以上の物性を有し、ゴムに対する密着強さ
が1.6kN/m以上である請求項1に記載の高圧ゴム
ホース。 - 【請求項4】 長尺のフレキシブルマンドレルの外周上
に未加硫の内面ゴム層を成形し、その外周側に有機繊維
を2層のスパイラル状又は1層のブレード状に編み上げ
た有機繊維補強層を形成し、その外周側に未加硫の中間
ゴム層を介して鋼線を2層のスパイラル状に編み上げた
鋼線補強層を形成し、その外周側に未加硫の外面ゴム層
を積層した後、前記フレキシブルマンドレルをドラムに
巻き取って加硫を行う高圧ゴムホースの製造方法。 - 【請求項5】 前記フレキシブルマンドレルは長さが4
0m以上である請求項4に記載の高圧ゴムホースの製造
方法。
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